KR20160048677A - Air-conditioning system for conditioning the air of a passenger compartment of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차 객실의 공기를 조화하기 위한 공조 시스템에 관한 것이다. 상기 공조 시스템은 객실에 공급될 공기 냉각을 위한 냉각 장치 모드와 가열을 위한 열 펌프 모드로의 작동 그리고 재열 모드로의 작동을 위해 형성되어 있고, 공기를 안내하기 위한 제 1 유동 채널과 제 2 유동 채널을 구비한 하우징 및 적어도 2개의 열교환기를 구비한 냉매 순환계를 포함한다. 이 경우 작동 모드에 상관없이 증발기로 작동하는 제 1 열교환기는 상기 제 1 유동 채널 내에 배치되어 있고, 그리고 작동 모드에 상관없이 응축기로 작동하는 제 2 열교환기는 상기 제 2 유동 채널 내에 배치되어 있다. 뿐만 아니라 상기 제 1 및 제 2 유동 채널 내부에는 공기 안내 장치들이 형성되어 있다. 본 발명은 또한 상기 공조 시스템의 작동 방법과도 관련이 있다.The present invention relates to an air conditioning system for harmonizing air in a car cabin. Wherein the air conditioning system is configured for operation in a heat pump mode for heating and for operation in a reheat mode for cooling the air to be supplied to the passenger compartment, a first flow channel for guiding air and a second flow A housing with a channel and a refrigerant circulation system with at least two heat exchangers. In this case, a first heat exchanger that operates as an evaporator, regardless of the operating mode, is disposed in the first flow channel, and a second heat exchanger that operates as a condenser regardless of the operating mode is disposed in the second flow channel. In addition, air guiding devices are formed inside the first and second flow channels. The present invention also relates to a method of operating the air conditioning system.
선행 기술에는 객실에 공급되고 조화될 공기의 가열, 냉각 그리고 제습을 위한 냉각 장치 모드와 열 펌프 모드 겸용 작동을 위한 자동차의 공조 시스템들이 공지되어 있다. 상기와 같은 에어컨들은 냉매 순환계측 또는 공기측이 제어된다.Background Art [0002] Air conditioning systems for automobiles are known in the prior art for both cooling mode and heat pump mode operation for heating, cooling and dehumidifying air to be supplied to the room and to be harmonized. The above air conditioners are controlled by the refrigerant circulation measurement or the air side.
열 펌프 기능을 갖춘 종래의 소형 공기측 제어 공조 시스템들은 증발기, 압축기, 응축기/가스 냉각기 및 팽창 부재를 갖는 구조상 단순한 냉매 순환계를 구비한다. 이 경우 상기 증발기는 냉각 장치 모드와 열 펌프 모드 모두에서 증발기로 작동되고, 그리고 상기 응축기 또한 냉각 장치 모드와 열 펌프 모드 모두에서 응축기로 작동된다. 이와 관련하여 열 흐름들 제어는 전적으로 공기측 유량 조절(flow control)을 통해 구현된다. 가열, 냉각 및 제습 기능은 공조 시스템의 공기측을 목적에 맞게 상호 연결함으로써 객실에 공급될 공기의 임의의 혼합 온도로 제공된다. 이 경우 필요에 따라 온풍 흐름으로서 응축기를 과류하는 공기 흐름과 냉풍 흐름으로서 증발기를 과류하는 공기 흐름이 필요한 송풍 온도에 상응하게 혼합될 수 있다. 상기와 같이 혼합된 공기 흐름은 유동 채널을 통해 객실로 안내된다. 공기 흐름은 여러 토출 제어 부재들을 갖는, 차량 내에 배치된 공기 분배 시스템에 의해 윈드실드(windshield = 앞유리)측 있는 적어도 하나의 토출구, 승객에게 직접 송풍을 위한 토출구 그리고 레그룸으로 통하는 토출구와 같이 상응하는 토출구들로 안내된다. 잉여 공기는 추가의 토출구들을 통해 소형 공조 시스템의 하우징으로부터 외부로 배출된다.Conventional small air side control and air conditioning systems with heat pump function include a simple refrigerant circulation system with a structure having an evaporator, a compressor, a condenser / gas cooler and an expansion member. In this case, the evaporator is operated as an evaporator in both the cooling device mode and the heat pump mode, and the condenser is also operated as a condenser in both the cooling device mode and the heat pump mode. In this regard, thermal flow control is implemented entirely through air flow control. The heating, cooling and dehumidifying functions are provided at any mixing temperature of the air to be supplied to the cabin by interconnecting the air side of the air conditioning system to suit the purpose. In this case, the air flow that overflows the condenser as a warm air flow and the air flow that overflows the evaporator as a cold air flow may be mixed in accordance with the required blowing temperature. The air stream thus mixed is guided to the room through the flow channel. The air flow is divided into at least one discharge opening with a windshield side by means of an air distribution system arranged in the vehicle, with several discharge control members, a discharge opening for direct blowing to the passenger and a discharge opening through the legroom, And is guided to the discharge ports. The surplus air is discharged from the housing of the small air conditioning system through the additional discharge openings to the outside.
FR 2 743 027 A1호는 단지 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창 부재만 갖는, 종래의 냉매 순환계를 구비한 차량용 에어컨을 기술한다. 열교환기들은 적어도 유동 기술상 서로 분리된 형태로 형성된 별도의 유동 채널들 내에 배치되어 있다. 상기 유동 채널들은 교차 연결부(cross connection) 또는 바이패스들을 구비한다. 송풍기(blower)들에 의해 흡입된 공기 질량 흐름들은 플랩들의 폐쇄 및 개방에 의해 그리고, 필요에 따라 그리고 작동 모드에 따라 상기 바이패스들을 관통함으로써 상기 열교환기들의 표면들을 통해 안내된다. 이 경우 상기 공기 질량 흐름들은 냉각 및/또는 제습 또는 가열된 다음, 후속해서 객실 및/또는 외부로 배출된다.
DE 10 2011 052 752 A1호에는 공기를 가열 및 냉각하기 위한 열 펌프 기능을 갖춘 모듈식 차량용 에어컨이 기술된다. 상기 차량용 에어컨은 송풍기 및 공기 유동 경로들을 조절하기 위한 플랩들을 갖는 하우징 그리고 응축기, 증발기, 압축기, 팽창 부재 및 관련된 연결 라인들을 갖는 냉매 순환계를 구비한다. 상기 하우징 내에는 증발기가 집적된 증발기-공기 유동 경로 그리고 응축기가 집적된 응축기-공기 유동 경로가 형성되어 있다. 공기의 유동 경로 조절을 통해서만 객실 가열 또는 냉각이 이루어지도록 상기 두 공기 유동 경로는 제어 가능한 플랩들을 통해서 서로 연결되어 있다.DE 10 2011 052 752 A1 describes a modular vehicle air conditioner with a heat pump function for heating and cooling the air. The vehicle air conditioner includes a housing having flaps for adjusting the blower and air flow paths and a refrigerant circulation system having a condenser, an evaporator, a compressor, an expansion member and associated connection lines. In the housing, an evaporator-air flow path integrated with an evaporator and a condenser-air flow path integrated with the condenser are formed. The two air flow paths are connected to each other through controllable flaps such that room heating or cooling is effected only through the flow path adjustment of the air.
DE 10 2012 108 891 A1호에는 객실의 공기를 조화하기 위한 공조 시스템이 기술된다. 상기 공조 시스템은 공기를 안내하기 위한 제 1 및 제 2 유동 채널을 갖는 하우징 그리고 증발기와 응축기를 갖는 냉매 순환계를 구비한다. 상기 증발기는 제 1 유동 채널 내에 배치되어 있고, 그리고 상기 응축기는 제 2 유동 채널 내에 배치되어 있다. 이 경우 상기 열교환기들 중 적어도 하나의 열교환기, 즉 증발기 또는 응축기는 각각 열 전달 표면의 일부분이 제 1 유동 채널과 제 2 유동 채널 모두에 배치되어 있다. 각각의 작동 모드에 필요한 열 전달 표면의 비율은 공기 안내 장치들에 의해 상기 열 전달 표면에 공기가 공급되는 방식으로 조절될 수 있다.DE 10 2012 108 891 A1 describes an air conditioning system for harmonizing the air of a room. The air conditioning system includes a housing having first and second flow channels for guiding air, and a refrigerant circulation system having an evaporator and a condenser. The evaporator is disposed in a first flow channel, and the condenser is disposed in a second flow channel. In this case, at least one heat exchanger of the heat exchangers, i.e., an evaporator or a condenser, has a portion of the heat transfer surface disposed in both the first flow channel and the second flow channel. The ratio of the heat transfer surface required for each mode of operation can be adjusted in such a way that air is supplied to the heat transfer surface by the air guide devices.
선행 기술에 공지된 공조 시스템들은 객실로 안내되는 공기가 여러 공기 흐름으로부터 혼합되어 혼합 온도를 갖는 것이 특징적이다. 상기 공조 시스템들은 단일 구역 공조 시스템으로도 표기된다. 그 결과 차량 내에 배치된 공기 분배 시스템에 온도가 동일한 공기가 공급되어 개방된 모든 토출구로부터 객실로 유입되는 공기 흐름들이 같은 온도로 배출된다. 뿐만 아니라 자동차 내에 설치된 공조 시스템들은 예를 들면 운전자석, 조수석, 뒷좌석 또는 모든 개별 좌석과 같은 객실 내부의 여러 구역들을 위해 개별적인 공기 온도의 목표값 설정을 가능하게 한다. 그러므로 다수 구역 공조 시스템 사용에 있어서는, 적어도 온도가 개별 구역들에서 개별적으로 조절될 수 있는 것이 필요하며, 이러한 개별적인 온도 조절은 동일한 온도를 갖는 모든 토출구들로부터 배출되는, 단일 구역 공조 시스템의 공기 유량에 의해서는 가능하지 않다.Air conditioning systems known in the prior art are characterized in that the air guided into the room is mixed from several air streams and has a mixing temperature. The air conditioning systems are also referred to as single zone air conditioning systems. As a result, the air having the same temperature is supplied to the air distribution system disposed in the vehicle, and the air flows into the room from all the open outlets are discharged to the same temperature. In addition, the air conditioning systems installed in the vehicle enable the setting of the target value of the individual air temperature for several zones within the cabin, such as for example a driving magnet, passenger seat, rear seat or all individual seats. Therefore, in the use of a multi-zone air conditioning system, it is necessary that at least the temperature can be individually regulated in the individual zones, and this individual temperature regulation is effected by the air flow rate of the single zone air conditioning system which is discharged from all the outlets having the same temperature But it is not possible.
본 발명의 과제는 특히 자동차들에 적용하기 위한 애플리케이션용으로, 공기를 가열, 냉각 및/또는 제습하기 위한 열 펌프 기능을 갖춘 소형 공기측 제어 공조 시스템을 제공하는 것이다. 상기 공조 시스템에 의해서는, 상응하게 조정된 온도를 갖는 공기 흐름들을 개별 구역들에 제공하기 위해, 여러 토출구들을 통해 객실 내 여러 구역들로 안내되는 개별 공기 흐름들의 온도가 조절될 수 있어야 한다. 상기 공조 시스템, 특히 냉매 순환계는 최소 부품 수만 갖고, 그와 더불어 제조비용이 경제적이며 고장이 적어야 한다.It is an object of the present invention to provide a small air side control and air conditioning system with a heat pump function for heating, cooling and / or dehumidifying air, especially for applications in automobiles. With this air conditioning system, the temperature of the individual air flows guided to the various zones in the room through the various outlets must be adjustable in order to provide airflows with correspondingly adjusted temperatures to the individual zones. The air conditioning system, particularly the refrigerant circulation system, must have only a minimum number of components, and at the same time, the manufacturing cost must be economical and the failure must be small.
상기 과제는 자동차 객실의 공기를 조화하기 위한 본 발명에 따른 공조 시스템에 의해서 해결된다. 상기 공조 시스템은 객실에 공급될 공기를 냉각하기 위한 냉각 장치 모드와 가열하기 위한 열 펌프 모드로의 작동 및 재열 모드로의 작동을 위해 형성되어 있고, 객실로 통하는 공기를 안내하기 위한 제 1 유동 채널과 제 2 유동 채널을 갖는 하우징 그리고 적어도 2개의 열교환기를 갖는 냉매 순환계를 구비한다. 이 경우 상기 제 1 유동 채널 내에는 제 1 열교환기가 배치되어 있고, 상기 제 2 유동 채널 내에는 제 2 열교환기가 배치되어 있다. 상기 제 1 열교환기는 작동 모드에 상관없이 공기 질량 흐름을 냉각 및/또는 제습하기 위한 증발기로 형성되어 작동할 수 있고, 그리고 상기 제 2 열교환기는 작동 모드에 상관없이 공기 질량 흐름을 가열하기 위한 응축기/가스 냉각기로 형성되어 작동할 수 있다. 그 밖에 상기 제 1 유동 채널 내부에서, 공기의 유동 방향으로 증발기와 객실 사이에는 공기 안내 장치가 배치되어 있고, 이 경우 상기 공기 안내 장치는 냉각 및/또는 제습된 공기 질량 흐름으로 인해 냉풍 플랩으로도 표기되며, 그리고 상기 제 2 유동 채널 내부에서, 공기의 유동 방향으로 응축기/가스 냉각기와 객실 사이에는 추가 공기 안내 장치가 배치되어 있으며, 이 경우 상기 추가 공기 안내 장치는 가열된 공기 질량 흐름으로 인해 온풍 플랩으로도 표기된다.The above problem is solved by an air conditioning system according to the present invention for harmonizing air in a car cabin. The air conditioning system is configured for a cooling device mode for cooling the air to be supplied to the passenger compartment, a heat pump mode for heating and an operation for reheat mode, and a first flow channel A housing having a second flow channel, and a refrigerant circulation system having at least two heat exchangers. In this case, a first heat exchanger is disposed in the first flow channel, and a second heat exchanger is disposed in the second flow channel. The first heat exchanger may be formed and operated as an evaporator for cooling and / or dehumidifying the air mass flow regardless of the operating mode, and the second heat exchanger may be a condenser / condenser for heating the air mass flow, Gas cooler and can be operated. In addition, in the first flow channel, an air guiding device is disposed between the evaporator and the room in the direction of air flow, in which case the air guiding device can be cooled by cooling air and / or dehumidified air mass flow, And in the second flow channel, an additional air guiding device is arranged between the condenser / gas cooler and the room in the direction of air flow, in which case the additional air guiding device is heated by the heated air mass flow, It is also indicated as a flap.
예컨대 냉매 R134a가 사용되는 경우와 같이 냉매 순환계의 임계 이하의 작동 또는 이산화탄소가 사용되는 특정 주변 환경에서 냉매가 액화되면, 열교환기는 응축기로 표기된다. 일부 열 전달은 일정한 온도에서 행해진다. 초임계 작동 시 또는 열교환기 내에서 초임계적인 열 방출 시에는 냉매의 온도가 일정하게 감소한다. 이러한 경우에는 열교환기가 가스 냉각기로도 표기된다. 초임계적인 작동은 예컨대 이산화탄소가 냉매로 사용되는 냉매 순환계의 특정 주변 환경 또는 작동 모드에서 발생할 수 있다. 하기에서 응축기라는 표기는 가스 냉각기를 의미하기도 한다.If the refrigerant is liquefied in a certain ambient environment where, for example, the refrigerant R134a is used or below the critical operating temperature of the refrigerant circulation system or where carbon dioxide is used, the heat exchanger is denoted as a condenser. Some heat transfer takes place at a constant temperature. During supercritical operation or in supercritical heat release in a heat exchanger, the temperature of the refrigerant decreases steadily. In this case, the heat exchanger is also referred to as a gas cooler. Supercritical operation may occur in a particular ambient environment or operating mode of the refrigerant circulation system where, for example, carbon dioxide is used as the refrigerant. In the following, the notation "condenser" means a gas cooler.
본 발명의 컨셉에 따르면, 제 1 유동 채널 내부에 배치된 공기 안내 장치는 적어도 2개의 부재로 다수의 부분으로 형성되어 있다. 이 경우 상기 부재들은 각각 객실로 연장되는 공기 채널에 할당되어 있고, 서로 독립적으로 제어 가능하며, 각각 상기 공기 채널을 개방하거나 또는 폐쇄하는 방식으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 상기 공기 안내 장치는 바람직하게는 듀얼식 냉풍 플랩으로 형성되어 있으며, 이 경우 각각의 부재는 자동차 내부에 있는 공기 분배 시스템 또는 객실의 한 측면에 제공된다. 상이한 측면들은 예컨대 소위 구역들로서 운전자석과 조수석을 의미하며, 이러한 구역들은 본 발명에 따른 공조 시스템에 의해 개별적으로 제어 가능하다.According to the inventive concept, the air guiding device disposed inside the first flow channel is formed of a plurality of parts with at least two members. In this case, the members are each assigned to an air channel extending into a room, independently controllable from each other, and arranged to be movable in such a manner as to open or close the air channel, respectively. The air guiding device is preferably formed of a dual-type cold air flap, in which case each member is provided on one side of an air distribution system or cabin inside the vehicle. The different aspects mean, for example, driving magnets and front passenger seats as so-called zones, which are individually controllable by the air conditioning system according to the invention.
상기 공조 시스템은 소위 다 구역 공조 시스템으로서, 특히 2개 구역 공조 시스템으로서, 또한 바람직하게 상이한 작동 모드들이 공기 안내 장치들의 제어를 통해서만 조절되도록 형성되어 있다.Said air conditioning system is a so-called multi-zone air conditioning system, in particular a two-zone air conditioning system, and preferably also such that different operating modes are regulated only through the control of air guiding devices.
본 발명의 한 개선예에 따르면, 제 2 유동 채널 내부에 배치된 공기 안내 장치는 적어도 2개의 부재로 다수의 부분으로 형성되어 있다. 이 경우 상기 부재들은 각각 객실로 연장되는 공기 채널에 할당되어 있고, 서로 독립적으로 제어 가능하며, 각각 상기 공기 채널을 개방하거나 또는 폐쇄하는 방식으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 상기 공기 안내 장치는 바람직하게는 듀얼식 온풍 플랩으로 형성되어 있으며, 이 경우 각각의 부재는 자동차 내부에 있는 공기 분배 시스템 또는 객실의 한 측면, 예컨대 운전자석과 조수석에 제공된다. 이러한 상이한 구역들은 공조 시스템에 의해 개별적으로 제어 가능하다.According to an improvement of the present invention, the air guiding device disposed inside the second flow channel is formed of a plurality of parts with at least two members. In this case, the members are each assigned to an air channel extending into a room, independently controllable from each other, and arranged to be movable in such a manner as to open or close the air channel, respectively. The air-guiding device is preferably formed of a dual-style warm-air flap, wherein each member is provided on one side of the air distribution system or cabin, for example a driving magnet and a passenger seat, inside the vehicle. These different zones are individually controllable by the air conditioning system.
공기 안내 장치들 및 구역들을 상이하게 사용함으로써, 예를 들면 조수석 구역을 완전 차단 또는 폐쇄하는 것이 가능하다. 차단은 모든 구역 사용에 비해 더 낮은 공조 시스템의 출력을 필요로 하는데, 그 이유는 특히 송풍기의 출력을 감소시키는 더 적은 공기 질량 흐름이 이송될 수 있고, 그리고 객실에 공급될 공기 질량 흐름을 가열 또는 냉각하기 위한 냉매 순환계의 더 낮은 가열 능력 또는 냉각 능력 그리고 그와 더불어 더 낮은 압축기 출력이 사용될 수 있기 때문이다.By using air guiding devices and zones differently, it is possible, for example, to completely block or close the passenger seat area. Blocking requires a lower air conditioning system output relative to all zone use because less air mass flow, which reduces the output of the blower, can be transferred and the air mass flow to be supplied to the cabin can be heated or The lower heating or cooling capacity of the refrigerant circulation system for cooling and, in conjunction therewith, a lower compressor output can be used.
본 발명의 바람직한 한 실시예에 따르면, 다수의 부분으로 형성된 공기 안내 장치들의 부재들은 완전히 개방된 상태와 완전히 폐쇄된 상태의 2개의 끝 위치 사이에서 연속으로 이동 가능하다. 이 경우 상기 개별 부재들의 위치들은 바람직하게 제어 부재에 의해 제어된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the members of the air guiding devices formed of a plurality of parts are continuously movable between a fully opened state and two fully closed end positions. In this case, the positions of the individual members are preferably controlled by the control member.
본 발명의 바람직한 한 추가 실시예에서, 응축기는 열 전달 표면의 일부분이 제 1 유동 채널과 제 2 유동 채널 모두에 배치될 수 있다. 이 경우 개별 동작 모드, 특히 재열 모드에 필요한, 제 2 유동 채널 내에 배치된 열 전달 표면의 비율은 공기 안내 장치들에 의해 상기 열 전달 표면에 공기가 공급되는 방식으로 조절될 수 있다. 상이한 공기 안내 장치들은 바람직하게 이동식 또는 정지식으로 배치되어 있다.In a further preferred embodiment of the invention, the condenser can be arranged such that a portion of the heat transfer surface is present in both the first flow channel and the second flow channel. In this case, the ratio of the heat transfer surface disposed in the second flow channel, which is required for the separate operating mode, in particular the reheat mode, can be adjusted in such a way that air is supplied to the heat transfer surface by the air guiding devices. The different air guidance devices are preferably arranged in a mobile or stationary manner.
제 1 및/또는 제 2 유동 채널 그리고 증발기 및/또는 응축기 관류 시 조화된 공기 질량 흐름들은 바람직하게 유동 경로들을 통해 객실 내로 그리고/또는 자동차의 외부로 유도될 수 있다. 이 경우 제 1 유동 채널은 바람직하게 냉풍 플랩을 갖는 냉풍-유동 경로와 추가 공기 안내 장치를 갖는 냉풍-유동 경로 분할되는 방식으로, 공기의 유동 방향으로 증발기 다음에 형성되어 있다. 그러므로 제 1 유동 채널을 관통하여 조화된 공기 질량 흐름은 상기 공기 안내 장치들의 위치에서 부분 공기 질량 흐름들로 분할될 수 있으며, 이 경우 제 1 부분 공기 질량 흐름은 객실로 연결되는 냉풍-유동 경로를 통해 안내될 수 있고, 그리고 제 2 부분 공기 질량 흐름은 하우징 외부로 연결되는 냉풍-유동 경로를 통해 안내될 수 있다. 제 2 유동 채널은 바람직하게 온풍 플랩을 갖는 온풍-유동 경로와 추가 공기 안내 장치를 갖는 온풍-유동 경로로 분할되는 방식으로, 공기의 유동 방향으로 응축기 다음에 형성되어 있다. 그러므로 제 2 유동 채널을 관통하여 조화된 공기 질량 흐름은 상기 공기 안내 장치들의 위치에서 부분 공기 질량 흐름들로 분할될 수 있으며, 이 경우 제 1 부분 공기 질량 흐름은 객실로 연결되는 온풍-유동 경로를 통해 안내될 수 있고, 그리고 제 2 부분 공기 질량 흐름은 하우징 외부로 연결되는 온풍-유동 경로를 통해 안내될 수 있다.The first and / or second flow channels and the co-ordinated air mass flows during the evaporator and / or condenser flow can be directed into the cabin and / or out of the car, preferably via flow paths. In this case, the first flow channel is formed after the evaporator in the direction of air flow, preferably in a cold air-flow path with cold air flap and a cold air-flow path with additional air guide. Thus, the harmonic air mass flow through the first flow channel can be divided into partial air mass flows at the locations of the air-guiding devices, wherein the first partial air mass flow passes through the cold wind- And the second partial air mass flow can be guided through a cold wind-flow path connected to the outside of the housing. The second flow channel is formed after the condenser in the direction of air flow, preferably in a manner divided into a warm air-flow path with a warm air flap and a warm air-flow path with an additional air guide. Thus, the harmonic air mass flow through the second flow channel can be divided into partial air mass flows at the locations of the air-guiding devices, wherein the first partial air mass flow is directed to the hot air- And the second partial air mass flow can be guided through a hot air-flow path connected to the outside of the housing.
유동 채널들은 바람직하게 외부로부터 유입되는 신선한 공기, 객실의 재순환 공기 또는 신선한 공기와 재순환 공기 혼합물이 공급될 수 있도록 형성되어 있다. 상기 유동 채널들은 바람직하게, 이러한 유동 채널들 내부에서 공기의 주요 유동 방향들이 서로 평행하게 정렬되어 하나의 공동 방향으로 향하도록 배치되어 있다. 적어도 객실 방향으로 향하는 공기 질량 흐름들의 유동 방향들은 실제로 동일하다.The flow channels are preferably formed so that fresh air entering from the outside, recirculated air in the room or fresh air and recirculated air mixture can be supplied. The flow channels are preferably arranged such that the main flow directions of air within these flow channels are aligned parallel to one another and towards one common direction. The flow directions of the air mass flows at least toward the direction of the room are actually the same.
본 발명의 바람직한 한 추가 실시예에 따르면, 적어도 하나의 송풍기가 형성되어 있고, 상기 송풍기는 공조 시스템을 통해 공기 질량 흐름을 이송한다. 본 발명의 한 개선예에 따르면, 하우징 내부에는 서로 독립적으로 작동 가능한 2개의 송풍기가 형성되어 있으며, 이 경우 제 1 송풍기는 공기 질량 흐름을 제 1 유동 채널 내로 이송하고, 그리고 제 2 송풍기는 공기 질량 흐름을 제 2 유동 채널 내로 이송한다.According to a further preferred embodiment of the invention, at least one blower is formed, the blower conveying the air mass flow through the air conditioning system. According to an improvement of the present invention, two blowers are formed inside the housing that can operate independently of each other, in which case the first blower delivers the air mass flow into the first flow channel, and the second blower blows air mass And transfers the flow into the second flow channel.
본 발명의 과제는 냉각 및 가열을 위한 냉각 장치 모드와 열 펌프 모드 겸용 작동 및 재열 모드를 위한 자동차 객실 공기 조화용 공조 시스템의 본 발명에 따른 작동 방법에 의해서 해결된다. 상기 방법은 하기의 단계들을 포함한다:The problem of the present invention is solved by a method of operating an air conditioning system for a car room air conditioning system for both cooling and heating mode and heat pump mode operation and reheat mode according to the present invention. The method comprises the steps of:
- 상기 공조 시스템의 하우징 내에서 적어도 2개의 공기 질량 흐름이 이송되는 단계,- transferring at least two air mass flows in a housing of the air conditioning system,
- 냉매 순환계의 증발기 과류 시 제 1 공기 질량 흐름이 냉각 및/또는 제습되는 단계,Cooling and / or dehumidifying the first air mass flow during evaporator overflow of the refrigerant circulation system,
- 냉각 및/또는 제습된 상기 공기 질량 흐름이 적어도 2개의 부분 냉풍 질량 흐름으로 분할되는 단계, 이 경우 상기 공기 질량 흐름은 각각 0% 내지 100%의 비율로 분할되고, 부분 냉풍 질량 흐름들은 객실 내 상이한 토출구들로 안내되며,The air mass flow being cooled and / or dehumidified is divided into at least two partial cold air mass flows, in which case the air mass flow is divided at a ratio of 0% to 100%, respectively, Are guided to different outlets,
- 제 2 공기 질량 흐름이 냉매 순환계의 응축기 과류 시 가열되고, 상기 공기 질량 흐름이 객실 내 상이한 토출구들로 안내되는 단계,- the second air mass flow is heated in the condenser overflow of the refrigerant circulation system and the air mass flow is directed to different outlets in the room,
- 냉각 및/또는 제습된 부분 냉풍 질량 흐름들 중 적어도 하나의 부분 냉풍 질량 흐름이 가열된 공기 질량 흐름의 적어도 일부분과 혼합되는 단계, 그리고- at least one partial cold air mass flow of the cooled and / or dehumidified partial cold air mass flows is mixed with at least a portion of the heated air mass flow, and
- 상기 공기 질량 흐름들이 객실로 유입되는 단계.- the air mass flows into the passenger compartment.
본 발명의 바람직한 한 실시예에 따르면, 증발기 과류 시 냉각 및/또는 제습된 제 1 공기 질량 흐름은 0% 내지 100% 비율로, 외부로 유도되는 부분 공기 질량 흐름과 적어도 2개의 추가 부분 냉풍 질량 흐름으로 분할되는 공기 질량 흐름으로 분할된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the first air mass flow cooled and / or dehumidified during the evaporator overflow is characterized in that at a rate of 0% to 100%, the externally induced partial air mass flow and at least two additional partial cold air mass flows Lt; / RTI >
본 발명의 바람직한 한 실시예에 따르면, 공조 시스템의 작동 방법은 재열 모드로 작동 시 하기의 단계들을 포함한다:According to a preferred embodiment of the present invention, a method of operating an air conditioning system includes the following steps when operating in a reheat mode:
- 적어도 2개의 부분 냉풍 질량 흐름들 중 적어도 하나의 부분 냉풍 질량 흐름이 0% 내지 100% 비율로, 재가열을 위한 제 1 부분 냉풍 질량 흐름과 제 2 부분 냉풍 질량 흐름으로 분할되는 단계, 이 경우 재가열을 위한 상기 부분 냉풍 질량 흐름의 비율은 0%보다 크며,Wherein at least one partial cold air mass flow of at least two partial cold air mass flows is divided into a first partial cold air mass flow for reheating and a second partial cold air mass flow at a rate of 0% to 100% Is greater than 0%, and the ratio of the partial cold-
- 냉매 순환계의 응축기 과류 시 재가열을 위한 상기 제 1 부분 냉풍 질량 흐름이 가열되는 단계,- heating said first partial cold air mass flow for reheating in the condenser overflow of the refrigerant circulation system,
- 재가열된 상기 제 1 부분 냉풍 질량 흐름이 사전 조화된 제 2 부분 냉풍 질량 흐름과 혼합되는 단계, 그리고- the reheated first partial cold air mass flow is mixed with the pre-conditioned second partial cold mass flow, and
- 혼합된 공기 질량 흐름이 객실로 유입되는 단계, 이 경우 응축기 과류 시 가열된 상기 제 2 부분 질량 흐름은 적어도 비율적으로 객실 내 상이한 토출구들로 및/또는 외부로 안내된다. The step of introducing the mixed air mass flow into the passenger compartment, in which case the second partial mass flow, which is heated during the condenser overflow, is guided at least proportionally to different outlets in the passenger compartment and / or to the outside.
본 발명의 한 개선예에 따르면, 응축기 과류 시 가열된 제 2 부분 질량 흐름은 적어도 2개의 부분 공기 질량 흐름으로 분할된다. 이 경우 공기 질량 흐름은 각각 0% 내지 100% 비율로 분할된다. 상기 부분 공기 질량 흐름들은 객실 내 상이한 토출구들로 안내된다.According to an improvement of the invention, the heated second partial mass flow in the condenser overflow is divided into at least two partial air mass flows. In this case, the air mass flow is divided at a ratio of 0% to 100%, respectively. The partial air mass flows are directed to different outlets in the passenger compartment.
본 발명의 바람직한 한 실시예에서, 상기 응축기 과류 시 가열된 상기 제 2 공기 질량 흐름은 0% 내지 100% 비율로, 외부로 유도되는 부분 공기 질량 흐름과 객실로 안내되는 공기 질량 흐름으로 분할된다.In a preferred embodiment of the present invention, the second air mass flow heated at the time of the condenser overflow is divided into a partial air mass flow induced to the outside and an air mass flow guided to the cabin, at a ratio of 0% to 100%.
결론적으로, 본 발명에 따른 해결책은 다음과 같은 추가 장점들을 갖는다: In conclusion, the solution according to the invention has the following additional advantages:
- 자동차 객실 내 여러 구역들에 맞게 개별적으로 조절 가능한 온도 그리고 그와 더불어 증가되고 개별적으로 조절 가능한 승객의 쾌적함,- Individually adjustable temperature for different zones in a car cabin and with it the increased and individually adjustable passenger comfort,
- 조화되지 않은 공기가 공급될 수 있는 구역들을 의도한 바대로 차단할 수 있음으로써 공조 시스템 작동 시 효율 상승, 이러한 효율 상승은 또한 다음에 의해 가능,- the efficiency of the air conditioning system in operation can be increased by blocking the areas where unbalanced air can be supplied as intended; this efficiency increase is also possible by:
- 이송되고 조화될 공기량 감소 및 - Reduced air volume to be transferred and harmonized; and
- 에너지 수요 감소, 그리고 - Reduced energy demand, and
- 유동 채널들 내부에서 목적에 맞은 공기 유량 조절을 통해 객실 승온에 필요한 출력 감소.- Reduced power required to warm up the room through controlled air flow control within the flow channels.
본 발명의 또 다른 세부 사항들, 특징들 및 장점들은 관련 도면을 참조하는 실시예들에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 드러난다. 도면에 대한 설명:
도 1a 내지 도 1c는 상이한 작동 모드로 작동 시 2개의 유동 채널, 공기 안내 장치들 그리고 증발기와 응축기를 갖는 공조 시스템을 도시한 도면이고,
도 2a는 유동 채널들, 공기 안내 장치들, 특히 냉풍 플랩들 및 온풍 플랩들 그리고 증발기와 응축기를 갖는 다수 구역 공조 시스템을 도시한 도면이며,
도 2b는 2개로 분할된 냉풍 플랩과 2개로 분할된 온풍 플랩을 갖는 다수 구역 공조 시스템의 단면도이고, 그리고
도 2c는 2개로 분할된 냉풍 플랩과 1개의 부분으로 된 온풍 플랩을 갖는 다수 구역 공조 시스템의 단면도이다.Further details, features and advantages of the present invention will be apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings. Explanation of drawings:
1A to 1C are diagrams showing an air conditioning system having two flow channels, air guide devices and an evaporator and a condenser in operation in different operating modes,
2A shows a multi-zone air conditioning system having flow channels, air guide devices, in particular cold air flaps and warm air flaps, and an evaporator and a condenser,
2b is a cross-sectional view of a multi-zone air conditioning system having two divided cold air flaps and two divided warm air flaps, and
2C is a cross-sectional view of a multiple zone air conditioning system having two divided cold air flaps and one part warm air flap.
도 1a 내지 도 1c는 제 1 유동 채널(3) 및 제 2 유동 채널(4)을 구비한 하우징(2)을 포함하는 선행 기술에 따른 공조 시스템(1)을 도시하며, 이 경우 각각의 유동 채널(3, 4)에는 송풍기(5, 6)가 할당되어 있고, 외부로부터 유입되는 신선한 공기, 객실(9)의 재순환 공기 또는 이 두 공기의 혼합물이 공급될 수 있다. 도 1a에는 냉각 장치 모드로 작동 시 공조 시스템(1), 도 1b에는 재열 모드로 작동 시 공조 시스템(1), 그리고 도 1c에는 열 펌프 모드로 작동 시 공조 시스템(1)이 도시되어 있다. Figure 1a - Figure 1c illustrates the air-
제 1 유동 채널(3) 내에는 증발기(7)가 배치되어 있고, 그리고 제 2 유동 채널(4) 내에는 응축기(8a, 8b)가 배치되어 있으며, 이 경우 상기 두 부품은 도면에는 도시되지 않은, 공조 시스템(1)의 냉매 순환계의 부품으로서 그리고 공기가 공급되는 열교환기로서 형성되어 있다. 상기 응축기는 1개의 부분으로 또는 도시된 바와 같이, 2개의 부분으로 분리되어 형성될 수 있다. 이 경우 증발기(7)는 제 1 유동 채널(3)의 유동 횡단면을 차지한다. 응축기(8a, 8b)는 유동 채널과 오버랩되는 방식으로 배치되어 있으며, 2개의 영역을 갖는다. 제 1 영역은 전체 유동 횡단면을 덮는 방식으로, 제 2 유동 채널(4) 내부에 배치되어 있고, 제 2 영역에 비해 더 큰 열 전달 표면을 갖는다. 응축기(8a, 8b)의 제 2 영역은 필요에 따라 그리고 공조 시스템(1)의 작동 모드에 따라 제 1 유동 채널(3) 내부에 또는 제 2 유동 채널(4) 내부에 배치될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 응축기(8a, 8b)의 제 2 영역이 제 1 유동 채널(3)의 유동 경로(13) 내부에 배치될 수 있고(이는 특히 도 1b에 나타남), 그리고 그 크기가 가변적인, 유동 경로(13)의 전체 유동 횡단면을 차지한다.The
제 1 및 제 2 유동 채널(3, 4)은 분리 벽(10) 및 이동식 플랩으로 형성된 2개의 추가 공기 안내 장치(21, 22) 그리고 공기 조절 덮개(air baffle)로 형성된 정지식 공기 안내 장치(23, 24)들에 의해 서로 분리되어 있다. 서로 매칭된 형태를 갖는 공기 안내 장치(21, 22)들 그리고 도 1a에 따른 냉각 장치 모드 및 도 1c에 따른 열 펌프 모드에서 상기 분리 벽(10)에 대해 평행하게 정렬 배치된 공기 조절 덮개(23, 24)들은 응축기(8a, 8b)용 공기 안내 장치를 형성하고, 증발기(7) 관류 시 냉각 및 조화된, 제 1 유동 채널(3) 내 공기 질량 흐름과 제 2 유동 채널(4) 내 공기 질량 흐름의 혼합을 방지하기 위한 용도로 사용된다. 제 2 유동 채널(4) 내부로 돌출하는 방식으로 그리고 그와 더불어 분리 벽(10)으로부터 더 멀리 배치된 공기 조절 덮개(23, 24)들은 증가되는 길이를 갖는다. 공기 조절 덮개(23, 24)들이 분리 벽(10)으로부터 더 멀리 배치되면 될수록, 상기 공기 조절 덮개(23, 24)들의 길이는 더 길어지며, 이 경우 서로 나란히 배치된 공기 조절 덮개(23, 24)들의 길이는 상기 공기 조절 덮개(23, 24)들의 전체 배치 단부가 오목하게 형성된 2개의 표면을 형성하는 방식으로 증가한다. 상기 표면들은 각각 이러한 표면들에 평행하게 정렬된 축을 중심으로 원호를 그리는 방식으로 동일하게 만곡되어 있다. 상기 원호들의 중점은 각각 축을 나타내고, 직사각형 표면은 이러한 축을 중심으로 만곡되어 있다. 이 경우 상기 축들은 이동식 공기 안내 장치(21, 22)들의 회전축에 상응한다. 원호 모양으로 만곡된 표면들의 반지름은 공기 안내 장치(21 ,22)들의 길이 방향 연장부에 상응하는데, 즉 유동 채널(3, 4)들을 통과하는 공기 질량 흐름들의 유동 방향으로 이동식 공기 안내 장치(21, 22)들의 연장부에 상응한다.The first and
선회식 공기 안내 장치(21, 22)들은 회전축으로부터 떨어져서 마주보는 측면 에지가 오목하게 만곡된, 그리고 공기 조절 덮개(23, 24)들의 단부로부터 펼쳐져 있는 표면 쪽으로 정렬된다. 공기 안내 장치(21, 22)들의 자유 이동성을 위해, 상기 공기 안내 장치(21, 22)들의 측면 에지와 표면 사이에는 최소 폭을 갖는 간극이 남아 있으며, 상기 간극은 공기 질량 흐름의 유동에 전혀 영향을 미치지 않거나 단지 경미한 정도로만 영향을 미친다. 공기 안내 장치(21, 22)들이 개별 회전축을 중심으로 반대 회전 방향으로 동시에 회전함으로써, 제 1 유동 채널(3)과 제 2 유동 채널(4) 내에서 응축기(8a, 8b)의 영역들 비율이 조절될 수 있다. 이 경우 상기 응축기(8a, 8b)의 영역들 분할은 기본적으로 연속으로 이루어질 수 있다. 공기 질량 흐름이 연속하는 유동 표면을 따라 흐를 수 있도록 하기 위해, 공기 안내 장치(21, 22)들은 회전된 후, 회전축에 평행하게 그리고 상기 회전축과 떨어져서 마주보도록 배치된 측면 에지들이 공기 조절 덮개(23, 24)의 단부와 마주보도록 정렬된다. 공기 조절 덮개(23, 24)들과 관련해서 공기 안내 장치(21, 22)들의 중간 위치에서 발생하는 누출 흐름은 무시할 수 있는 정도이다. 중간 위치는, 공기 안내 장치(21, 22)들의 측면 에지가 공기 조절 덮개(23, 24)의 에지와 정확히 마주보지 않고, 오히려 2개의 공기 조절 덮개(23, 24) 사이에 배치되는 공기 안내 장치(21, 22)들의 위치를 의미한다.The swivel
증발기(7)를 갖는 제 1 유동 채널(3)과 응축기(8a, 8b)를 갖는 제 2 유동 채널(4)에 상이한 속도의 공기 질량 흐름들이 공급되고, 그와 더불어 상기 제 1 유동 채널과 제 2 유동 채널은 변경된 작동 상태에 대한 빠른 반응을 가능하게 하므로, 각기 따로 조정 가능한 송풍기(5, 6)들은 공조 시스템(1)의 바람직한 동력학을 야기한다. 제 1 유동 채널(3)의 송풍기(5)는 공기 질량 흐름으로서 유동 방향(25a)으로 흡입된 공기를 증발기(7)로 안내한다. 상기 공기 질량 흐름은 증발기(7) 과류 시 냉각 및/또는 제습된다. 증발기(7)로부터 배출되는 냉풍 질량 흐름은 부분 공기 질량 흐름으로서 유동 방향(26b)으로, 배기 채널(11)로도 표기되는 냉풍-유동 경로(11)를 통해 외부로 그리고 부분 공기 질량 흐름으로 유동 방향(26a)으로 냉풍-유동 경로(12)를 통해 객실(9)로 필요한 비율로 분할되거나 상기 냉풍-유동 경로들 중 하나의 냉풍 유동 경로(11, 12)에 전부 할당된다. 상기 냉풍 질량 흐름은 플랩으로 형성된 공기 안내 장치(17, 18)들에 의해 분할된다.Air mass flows of different velocities are supplied to the
송풍기(5)와 유사하게, 송풍기(6)는 유동 방향(25b)으로 공기를 흡인한 다음, 공기 질량 흐름으로서 상기 흡입된 공기를 응축기(8a, 8b)로 안내한다. 상기 공기 질량 흐름은 응축기(8a, 8b) 과류 시 가열된다. 응축기(8a, 8b)로부터 배출되는 온풍 질량 흐름은 부분 공기 질량 흐름으로서 유동 방향(27b)으로 온풍-유동 경로(15)를 통해 외부로 그리고 부분 공기 질량 흐름으로 유동 방향(27a)으로 온풍-유동 경로(16)를 통해 객실(9)로 필요한 비율로 분할되거나 상기 온풍-유동 경로들 중 하나의 온풍-유동 경로(15, 16)에 전부 할당된다. 상기 온풍 질량 흐름은 플랩으로 형성된 공기 안내 장치(19, 20)들에 의해 분할된다.Similar to the
공조 시스템(1)이 냉각 장치 모드로 작동 시, 즉 도 1a에 따라 객실(9)에 공급될 공기를 냉각할 때에는 공기 안내 장치(18)가 개방된다. 공기 안내 장치(21, 22)들은 응축기(8a, 8b)의 영역을 통해 연장되는 유동 경로(13)(도 1b 참조)가 폐쇄되도록 분리 벽(10)과 동일 평면에 놓이는 방식으로 정렬되어 있으며, 그 결과 냉풍-유동 경로(11)가 폐쇄되어 있는 동안 공기 질량 흐름이 전부 유동 방향(26a)으로 응축기(8a, 8b) 옆을 지나서 흐른 다음, 냉풍-유동 경로(12)를 통해 객실(9)로 안내된다. 제 1 유동 채널(3)을 관통한 공기 질량 흐름은 바이패스 흐름으로서 응축기(8a, 8b)의 둘레를 우회하는 바이패스 채널(14)을 통해 안내된다. 공기 안내 장치(19, 20)들은, 객실(9)로 통하는 온풍-유동 경로(16)가 폐쇄되어 있는 동안 공기 질량 흐름이 유동 방향(27b)으로 온풍-유동 경로(15)를 통해 외부로 안내되도록 정렬되어 있다. 송풍기(5)는 공기를 유동 방향(25a)으로 제 1 유동 채널(3)을 통해 증발기(7)로 이송한다. 상기 공기는 냉각 및 제습된 다음, 유동 방향(26a)으로 냉풍-유동 경로(12)를 통해 객실(9)로 흐른다. 송풍기(6)는 공기를 유동 방향(25b)으로 제 2 유동 채널(4) 내에서 응축기(8a, 8b)로 이송한다. 상기 공기는 가열된 다음, 유동 방향(27b)으로 온풍-유동 경로(15)를 통해 외부로 이동된다.When the
공조 시스템(1)이 열 펌프 모드로 작동 시, 즉 도 1c에 따라 객실(9)에 공급될 공기를 가열할 때에는 공기 안내 장치(17, 20)들이 개방되며, 그 결과 바이패스 채널(14)이 공기 안내 장치(18)에 의해 폐쇄되어 있는 동안, 제 1 유동 채널(3)을 통해 이송된 공기 질량 흐름이 유동 방향(26b)으로 냉풍-유동 경로(11)를 통해 외부로 안내된다. 공기 안내 장치(21, 22)들은 분리 벽(10)과 동일 평면에 놓이는 방식으로 정렬되어 있으며, 그 결과 마찬가지로 유동 경로(13)도 폐쇄된다. 온풍-유동 경로(15)가 공기 안내 장치(19)에 의해 폐쇄되어 있는 동안, 제 2 유동 채널(4)을 통해 이송된 공기 질량 흐름은 유동 방향(27a)으로 온풍-유동 경로(16)를 통해 객실(9)로 안내된다. 송풍기(5)는 공기를 유동 방향(25a)으로 제 1 유동 채널(3)을 통해 증발기(7)로 이송한다. 상기 공기는 냉각된 다음, 유동 방향(26b)으로 냉풍-유동 경로(11)를 통해 외부로 흐른다. 송풍기(6)는 공기를 유동 방향(25b)으로 제 2 유동 채널(4)을 통해 응축기(8a, 8b)로 이송한다. 상기 공기는 가열된 다음, 유동 방향(27a)으로 온풍-유동 경로(16)를 통해 객실(9)에 도달한다.When the
공조 시스템(1)이 재열 모드로 작동 시, 즉 도 1b에 따라 객실(9)에 공급될 공기를 냉각 및/또는 제습 그리고 재가열할 때에는 공기 안내 장치(17, 18, 19, 20, 21, 22)들이 필요에 따라 완전히 개방된 상태와 완전히 폐쇄된 상태 사이 여러 위치로 배치되어 있다. 상기 공기 안내 장치(17, 18, 21, 22)들의 위치들 및 송풍기(5)의 회전 속도에 의해 가열될 공기 질량 흐름이 변동된다. 유동 경로(13) 내에 배치된, 응축기(8a, 8b)의 영역은 재열 모드로 작동에서 우선적으로 사용 가능하다.When the
공기 안내 장치(21, 22)들은 응축기(8a, 8b)의 영역을 통해 연장되는 유동 경로(13)가 개방되도록 정렬되어 있으며, 그 결과 유동 경로(13) 내 제 2 부분 공기 질량 흐름이 응축기(8a, 8b) 영역 과류 시 다시 가열되는 동안, 제 1 유동 채널(3)을 통해 흐르는 공기 질량 흐름이 제 1 부분 공기 질량 흐름으로 유동 방향(26a)으로 응축기(8a, 8b) 옆을 지난 다음 바이패스 채널(14)을 통해 냉풍-유동 경로(12)로 안내된다. 냉풍-유동 경로(11)는 폐쇄되어 있지만, 도면에 도시되지 않은 대체 작동 모드에서는 개방될 수 있다. 결과적으로 제 1 유동 채널(3)을 통해 안내된 공기 질량 흐름은 제 1 부분 공기 질량 흐름 및 바이패스 흐름으로서 응축기(8a, 8b)를 우회하는 바이패스 채널(14)을 통해 안내되고, 제 2 부분 공기 질량 흐름으로서 유동 방향(28)으로 유동 경로(13)를 통해 안내된 다음, 다시 가열된다. 공기 안내 장치(18, 21, 22)들이 개방된 경우, 응축기(8a, 8b) 과류 시 다시 가열된 부분 공기 질량 흐름은 바이패스 채널(14)을 통해 흐르는 냉풍 질량 흐름의 부분 공기 질량 흐름과 냉풍-유동 경로(12) 내에서 혼합된다. 제 1 유동 채널(3)을 통과하는 상기 부분 공기 질량 흐름은 공기 안내 장치(17)의 조절, 송풍기(5)의 전압 공급, 송풍기(5)의 회전 속도를 통해서 조절될 수 있다. 공기 안내 장치(17)가 개방된 경우, 제 1 유동 채널(3)을 통과하는 부분 공기 질량 흐름은 상기 공기 안내 장치(17)의 위치에 따라 감소된다. 냉풍 질량 흐름 온도를 갖는 제 1 부분 공기 질량 흐름과 가열된 제 2 부분 공기 질량 흐름은 냉풍-유동 경로(12) 내에서 혼합되어 동일한 온도를 갖는 공기 질량 흐름으로서 유동 방향(29)으로 객실(9)로 공급된다.The
공기 안내 장치(18)가 폐쇄된 경우, 응축기(8a, 8b) 과류 시 다시 가열된 공기 질량 흐름은 혼합되지 않은 상태로 객실(9)로 안내된다. 뿐만 아니라 증발기(7) 과류 시 조화된 일부 냉풍 질량 흐름이 각각 개방된 공기 안내 장치(17)와 냉풍-유동 경로(11)를 통해 공조 시스템(1)의 외부로 유도될 수 있다.When the
객실(9)로 통하는 온풍-유동 경로(16)가 폐쇄되어 있는 동안, 공기 안내 장치(19, 20)들은 공기 질량 흐름이 유동 방향(27b)으로 온풍-유동 경로(15)를 통해 외부로 안내되도록 정렬되어 있다. 송풍기(5)는 공기를 유동 방향(25a)으로 제 1 유동 채널(3)을 통해 증발기(7)로 이송한다. 상기 공기는 냉각 및 제습된 다음, 2개의 부분 질량 흐름으로 유동 방향(26a)으로 바이패스 채널(14)과 유동 경로(13)를 통해 냉풍-유동 경로(12)로 흐르고, 혼합되어 객실(9)로 흐른다. 송풍기(6)는 공기를 유동 방향(25b)으로 제 2 유동 채널(4) 내에서 응축기(8a, 8b)로 이송한다. 상기 공기는 가열된 다음, 유동 방향(27b)으로 온풍-유동 경로(15)를 통해 외부로 이동된다.While the warm
각각 2개의 플랩(17, 18 및 19, 20)들은 각 하나의 동역학 장치에 의해 연결되고, 단일 구동 장치에 의해 조절될 수 있다. 대안적으로 플랩들로 형성된 공기 안내 장치(17, 18 및 19, 20)들은 각각 하나의 플랩으로도 형성될 수 있다.Each of the two
도 2a에는 2개의 유동 채널(3, 4), 공기 안내 장치(17, 18', 19, 20', 20", 21, 22, 23, 24)들, 특히 냉풍 플랩(18')과 온풍 플랩(20', 20") 그리고 증발기(7)와 응축기(8a, 8b)를 구비하고, 다수의 구역, 특히 2개의 구역을 갖는 공조 시스템(1', 1")이 도시되어 있다. 이 경우 상기 공조 시스템(1', 1")은 기능 및 구성과 관점에서 기본적으로 도 1a 내지 도 1c의 공조 시스템(1)에 상응한다. 적어도 2개의 구역을 갖는 공조 시스템(1', 1")과 도 1a 내지 도 1c의 1개의 구역을 갖는 공조 시스템(1)의 차이점은 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 우선적으로 바이패스 채널(14) 내부에 배치된 공기 안내 장치(18')로서 냉풍 플랩(18')의 형성과 온풍-유동 경로(16) 내부에 배치된 공기 안내 장치(20', 20")로서 온풍 플랩(20', 20")의 형성에 있다. In Figure 2a , two
도 2b는 2개의 부분으로 분할된 냉풍 플랩(18')과 2개의 부분으로 분할된 온풍 플랩(20')을 갖는 공조 시스템(1')의 단면도를 도시한다. 상기 냉풍 플랩(18')에 의해서는 제 1 유동 채널(3)의 바이패스 채널(14)이 개방되거나 폐쇄된다. 바이패스 채널(14)은 하우징(2) 및 분리 벽(10)에 의해 제한되는 방식으로 형성되어 있다. 제 2 유동 채널(4)의 온풍 플랩(20')에 의해서는 온풍-유동 경로(16)가 개방되거나 폐쇄된다. 온풍-유동 경로(16) 또한 하우징(2)과 분리 벽(10)에 의해 제한되는 방식으로 형성되어 있다. Figure 2b shows a cross-sectional view of an air conditioning system 1 'having a cold wind flap 18' divided into two parts and a warm air flap 20 'divided into two parts. The
냉풍 플랩(18')은 분리 부재(29)의 영역에서 제 1 부재(18a)와 제 2 부재(18b)로 세분되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 부재는 서로 독립적으로 제어 및 이동될 수 있다. 온풍 플랩(20') 또한 분리 부재(29)의 영역에서 제 1 부재(20a)와 제 2 부재(20b)로 세분되어 있다. 온풍 플랩(20')의 두 부재(20a, 20b)는 서로 독립적으로 제어 및 이동될 수 있다. 바이패스 채널(14) 또는 냉풍-유동 경로(12) 내부에 있는 냉풍 플랩(18')과 온풍-유동 경로(16) 내부에 있는 온풍 플랩(20')의 세분에 의해서는, 상기 냉풍-유동 경로(12) 또는 온풍-유동 경로(16)를 통해 흐르는 공기 질량 흐름이 각각 관련된 공조 시스템(1')의 구역에서 이러한 공기 질량 흐름의 유동 방향으로 상기 냉풍 플랩(18')의 상응하는 부재(18a, 18b) 또는 상기 온풍 플랩(20')의 상응하는 부재(20a, 20b) 뒤에서 분기된 다음, 공기 채널 시스템을 통해 객실(9)로 통하는 상응하는 구역들로 안내된다. 개별 부재(18a, 18b, 20a, 20b)들의 위치 및 그와 더불어 채널 시스템의 채널들을 통해 개별 구역들로 흐르는 소정의 공기 질량 흐름 각각은 제어 부재에 의해 제어된다. 이 경우 상기 부재(18a, 18b, 20a, 20b)들은 완전히 폐쇄된 상태와 완전히 개방된 상태의 끝 위치들 사이에서 연속으로 조절될 수 있으며, 그 결과 공기 채널에 할당된 상응하는 토출구에서 공급 공기의 각각의 원하는 온도가 냉풍-유동 경로(12) 내 공기 질량 흐름의 온도와 온풍-유동 경로(16) 내 공기 질량 흐름의 온도 사이에서 조절될 수 있다.The cold wind flap 18 'is subdivided into a
결과적으로 냉풍 플랩(18')의 부재(18a, 18b)들과 온풍 플랩(20')의 부재(20a, 20b)들은, 공기의 유동 방향으로 상기 부재(18a, 18b, 20a, 20b)에 후속하는 채널들이 완전히 폐쇄되어 밀봉될 수 있도록 형성되어 있음으로써, 공조 시스템(1')의 개별 구역들은 공기측이 차단될 수 있고, 그리고 상기 공조 시스템(1')은 최소 에너지 사용으로 작동될 수 있다.As a result, the
도 2c는 2개의 부분으로 분리된 냉풍 플랩(18')과 1개의 부분으로 이루어진 온풍 플랩(20")을 갖는 공조 시스템(1")의 단면도를 도시한다. 2C shows a cross- sectional view of an
도 2b의 공조 시스템(1')과 비교해 상기 공조 시스템(1")의 실시예의 차이점은 1개의 부분으로 이루어진 온풍 플랩(20")의 형성에 있다.The difference of the embodiment of the
따라서 도 2c에 따른 공조 시스템(1")의 경우, 냉풍-유동 경로(12)를 세분하는 냉풍 플랩(18')만 2개의 부재(18a, 18b)로 형성되어 있다. 온풍-유동 경로(16) 내부에는 세분되지 않은 하나의 온풍 플랩(20")이 배치되어 있다. 이 경우 필요에 따라 그리고 작동 모드에 따라 응축기(8a, 8b)가 원하는 온도로 설정되며, 상기 원하는 온도는 개별 구역들의 최대 목표값에 의해 요구된다. 다른 구역들에 있어서는 온도 요구에 상응하게 냉풍-유동 경로(12)와 세분된 냉풍 플랩(18)을 관류하는 냉풍이 혼합되며, 이렇게 함으로써 상기 구역들의 개별 토출구들에서 상응하게 조정된 온도를 갖는 공급 공기가 제공될 수 있다.Thus, in the case of the
1: 1개의 구역을 갖는 공조 시스템
1', 1": 다수의 구역을 갖는 공조 시스템
2: 하우징
3: 제 1 유동 채널
4: 제 2 유동 채널
5, 6: 송풍기
7: 증발기
8a, 8b: 응축기/가스 냉각기
9: 객실
10: 분리 벽
11: 냉풍-유동 경로, 배기 채널
12: 냉풍-유동 경로
13: 제 1 유동 채널(3) 내 유동 경로
14: 제 1 유동 채널(3) 내 바이패스 채널
15: 온풍-유동 경로, 배기 채널
16: 온풍-유동 경로
17: 냉풍-유동 경로(11)의 공기 안내 장치/플랩
18, 18': 바이패스 채널(14)의 공기 안내 장치/플랩, 냉풍 플랩
18a, 18b: 냉풍 플랩의 부재
19: 온풍-유동 경로(15)의 공기 안내 장치/플랩
20, 20', 20": 온풍-유동 경로(16)의 공기 안내 장치/플랩, 온풍 플랩
20a, 20b: 온풍 플랩의 부재
21, 22: 응축기(8a, 8b) - 유동 경로(13)의 유입구/유출구의 유입 및 유출을 위한 유동 채널(3, 4)들 사이 공기 안내 장치/플랩
23, 24: 정지식 공기 안내 장치, 공기 조절 덮개
25a, 25b: 흡입된 공기 유동 방향
26a, 26b: 냉풍 유동 방향
27a, 27b: 온풍 유동 방향
28: 제습된 온풍 유동 방향
29: 분리 부재Air conditioning system with 1: 1 zone
1 ', 1 ": air conditioning system with multiple zones
2: Housing
3: first flow channel
4: second flow channel
5, 6: blower
7: Evaporator
8a, 8b: condenser / gas cooler
9: Rooms
10:
11: Cold wind - flow path, exhaust channel
12: Cold wind - flow path
13: a flow path in the first flow channel (3)
14: Bypass channel in the first flow channel (3)
15: Warm air-flow path, exhaust channel
16: Hot wind - flow path
17: air guiding device / flap of the cold air-flow path (11)
18, 18 ': air guide device / flap of
18a, 18b: absence of cold air flap
19: Air guide / flap of the warm air-flow path (15)
20, 20 ', 20 ": air guide / flap of the warm air-
20a, 20b: absence of warm air flap
21, 22: condenser (8a, 8b) - air guide device / flap between flow channels (3, 4) for the inflow and outflow of the inlet /
23, 24: stationary air guide, air conditioning cover
25a, 25b: direction of sucked air flow
26a and 26b: direction of cold air flow
27a, 27b: direction of the hot air flow
28: Dehumidified hot air flow direction
29: separating member
Claims (10)
상기 공조 시스템은 객실(9)에 공급될 공기 냉각을 위한 냉각 장치 모드와 가열하기 위한 열 펌프 모드로의 작동 및 재열 모드로의 작동을 위해 형성되어 있고,
- 공기를 안내하기 위한 제 1 유동 채널(3)과 제 2 유동 채널(4)을 구비한 하우징(2),
- 적어도 2개의 열교환기를 구비한 냉매 순환계, 이 경우 제 1 열교환기는 상기 제 1 유동 채널(3) 내에 배치되어 있고, 제 2 열교환기는 상기 제 2 유동 채널(4) 내에 배치되어 있으며, 그리고 상기 제 1 열교환기는 작동 모드에 상관없이 증발기(7)로 형성되어 작동할 수 있고, 상기 제 2 열교환기는 작동 모드에 상관없이 응축기/가스 냉각기(8a, 8b)로 형성되어 작동할 수 있으며, 그리고
- 상기 제 1 유동 채널(3) 내부에서, 상기 증발기(7)와 객실(9) 사이에 배치된 공기 안내 장치(18')와 상기 제 2 유동 채널(4) 내부에서, 상기 응축기/가스 냉각기(8a, 8b)와 객실(9) 사이에 배치된 공기 안내 장치(20', 20")를 포함하는, 공조 시스템(1', 1")에 있어서,
상기 제 1 유동 채널(3) 내부에 배치된 공기 안내 장치(18')는 적어도 2개의 부재(18a, 18b)로 다수의 부분으로 형성되어 있고, 이 경우 상기 부재(18a, 18b)들은 각각 객실(9)로 연장되는 공기 채널에 할당되어 있고, 서로 독립적으로 제어될 수 있으며, 그리고 각각 상기 공기 채널을 개방하거나 폐쇄하는 방식으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템.An air conditioning system (1 ', 1 ") for air conditioning of a car room (9)
The air conditioning system is formed for a cooling device mode for air cooling to be supplied to the passenger compartment 9, an operation in a heat pump mode for heating and an operation in a reheat mode,
- a housing (2) with a first flow channel (3) and a second flow channel (4) for guiding air,
In which case a first heat exchanger is arranged in said first flow channel (3), a second heat exchanger is arranged in said second flow channel (4), and a second heat exchanger 1 heat exchanger can be formed and operated in the evaporator 7 regardless of the operating mode and the second heat exchanger can be formed and operated as the condenser / gas cooler 8a, 8b regardless of the operating mode, and
- inside the first flow channel (3), an air guide device (18 ') arranged between the evaporator (7) and the chamber (9) and inside the second flow channel (4) (1 ", 1 ") comprising air guiding devices (20 ', 20") arranged between a room (8a, 8b) and a room (9)
The air guide device 18 'disposed in the first flow channel 3 is formed of a plurality of parts with at least two members 18a and 18b, Are assigned to the air channels extending to the air duct (9), can be controlled independently of each other, and can be moved in such a way as to open or close the air channels, respectively.
상기 제 2 유동 채널(4) 내부에 배치된 공기 안내 장치(20')는 적어도 2개의 부재(20a, 20b)로 다수의 부분으로 형성되어 있고, 이 경우 상기 부재(20a, 20b)들은 각각 객실(9)로 연장되는 공기 채널에 할당되어 있고, 서로 독립적으로 제어될 수 있으며, 그리고 각각 상기 공기 채널을 개방하거나 폐쇄하는 방식으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템.An air conditioning system (1 ') according to claim 1,
The air guiding device 20 'disposed inside the second flow channel 4 is formed of a plurality of parts by at least two members 20a and 20b in which case the members 20a, Are assigned to the air channels extending to the air duct (9), can be controlled independently of each other, and can be moved in such a way as to open or close the air channels, respectively.
상기 부재(18a, 18b, 20a, 20b)들이 완전히 폐쇄된 상태와 완전히 개방된 상태의 2개의 끝 위치 사이에서 연속으로 이동 가능하게 형성된 것을 특징으로 하는, 공조 시스템.3. The method according to claim 1 or 2,
Characterized in that the members (18a, 18b, 20a, 20b) are formed so as to be continuously movable between a fully closed state and a fully open state between two end positions.
상기 응축기(8a, 8b)는 열 전달 표면의 일부분이 상기 제 1 유동 채널(3)과 상기 제 2 유동 채널(4) 모두에 배치될 수 있고, 이 경우 개별 작동 모드에 필요한, 상기 제 2 유동 채널(4) 내에 배치된 열 전달 표면의 비율은 공기 안내 장치(21, 22, 23, 24)에 의해 상기 열 전달 표면에 공기가 공급되는 방식으로 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The condenser 8a, 8b may be arranged such that a portion of the heat transfer surface can be disposed in both the first flow channel 3 and the second flow channel 4, Characterized in that the ratio of the heat transfer surface disposed in the channel (4) is adjustable in such a way that air is supplied to the heat transfer surface by means of the air guiding devices (21, 22, 23, 24).
상기 제 1 유동 채널(3)이 공기 안내 장치(18')를 갖는 냉풍-유동 경로(11)와 공기 안내 장치(17)를 갖는 냉풍-유동 경로(12)로 분할되는 방식으로, 공기의 유동 방향으로 상기 증발기(7) 다음에 형성되어 있음으로써, 상기 제 1 유동 채널(3)을 통과하여 조화된 공기 질량 흐름이 상기 공기 안내 장치(17, 18')들의 위치에서 부분 공기 질량 흐름들로 분할될 수 있으며, 이 경우 제 1 부분 공기 질량 흐름은 상기 냉풍-유동 경로(12)를 통해 객실(9)로 안내될 수 있고, 그리고 제 2 부분 공기 질량 흐름은 상기 냉풍-유동 경로(11)를 통해 하우징(2)의 외부로 안내될 수 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
In which the first flow channel (3) is divided into a cold air-flow path (11) having an air guide device (18 ') and a cold air-flow path (12) Is formed after the evaporator (7) in the direction of the first flow channel (3), so that the air mass flow through the first flow channel (3) Flow path 11 and the second partial air mass flow can be directed to the room 9 through the cold air-flow path 12, To the outside of the housing (2).
상기 제 2 유동 채널(4)이 공기 안내 장치(20', 20")를 갖는 온풍-유동 경로(16)와 공기 안내 장치(19)를 갖는 온풍-유동 경로(15)로 분할되는 방식으로, 공기의 유동 방향으로 상기 응축기(8a, 8b) 다음에 형성되어 있음으로써, 상기 제 2 유동 채널(4)을 통과하여 조화된 공기 질량 흐름이 상기 공기 안내 장치(19, 20', 20")들의 위치에서 부분 공기 질량 흐름들로 분할될 수 있으며, 이 경우 제 1 부분 공기 질량 흐름은 상기 온풍-유동 경로(16)를 통해 객실(9)로 안내될 수 있고, 그리고 제 2 부분 공기 질량 흐름은 상기 온풍-유동 경로(15)를 통해 하우징(2)의 외부로 안내될 수 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
In such a way that the second flow channel 4 is divided into a warm air flow path 16 having air guiding devices 20 ', 20''and a warm air flow path 15 having an air guiding device 19, Is formed after the condensers (8a, 8b) in the direction of the air flow so that the air mass flow through the second flow channel (4) Where the first partial air mass flow can be guided to the passenger compartment 9 through the hot air-flow path 16, and the second partial air mass flow And is guided out of the housing (2) through the hot air-flow path (15).
- 상기 공조 시스템(1', 1")의 하우징(2) 내에서 적어도 2개의 공기 질량 흐름이 이송되는 단계,
- 냉매 순환계의 증발기(7) 과류 시 제 1 공기 질량 흐름이 냉각 및/또는 제습되는 단계,
- 냉각 및/또는 제습된 상기 공기 질량 흐름이 적어도 2개의 부분 냉풍 질량 흐름으로 분할되는 단계, 이 경우 상기 공기 질량 흐름은 각각 0% 내지 100%의 비율로 분할되고, 상기 부분 냉풍 질량 흐름들은 객실(9) 내 상이한 토출구들로 안내되며,
- 제 2 공기 질량 흐름이 냉매 순환계의 응축기(8a, 8b) 과류 시 가열되고, 상기 공기 질량 흐름이 객실(9) 내 상이한 토출구들로 안내되는 단계,
- 냉각 및/또는 제습된 부분 냉풍 질량 흐름들 중 적어도 하나의 부분 냉풍 질량 흐름이 가열된 공기 질량 흐름의 적어도 일부분과 혼합되는 단계, 그리고
- 상기 공기 질량 흐름들이 객실(9)로 유입되는 단계를 포함하는, 공조 시스템의 작동 방법.An air conditioning system (1 ', 1 ") according to any one of claims 1 to 6, for use in a car cabin (9) a cooling device mode for air cooling and heating and a combined operation and reheat mode in a heat pump mode As an operating method,
- transferring at least two air mass flows in the housing (2) of the air conditioning system (1 ', 1 "),
- cooling and / or dehumidifying the first air mass flow during evaporator (7) overflow of the refrigerant circulation system,
Wherein the air mass flow cooled and / or dehumidified is divided into at least two partial cold air mass flows, wherein the air mass flow is divided at a ratio of 0% to 100%, respectively, Is guided to different discharge ports in the discharge port (9)
- the second air mass flow is heated during superheating of the condensers (8a, 8b) of the refrigerant circulation system and the air mass flow is directed to different outlets in the chamber (9)
- at least one partial cold air mass flow of the cooled and / or dehumidified partial cold air mass flows is mixed with at least a portion of the heated air mass flow, and
- the flow of air mass flows into the passenger compartment (9).
상기 증발기(7) 과류 시 냉각 및/또는 제습된 상기 제 1 공기 질량 흐름이 0% 내지 100% 비율로, 외부로 유도되는 부분 공기 질량 흐름과 적어도 2개의 추가 부분 냉풍 질량 흐름으로 분할되는 공기 질량 흐름으로 분할되는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템의 작동 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the first air mass flow cooled and / or dehumidified during the superheating of the evaporator (7) is at a 0% to 100% ratio, the air mass being divided into an externally induced partial air mass flow and at least two additional partial cold air mass flows Wherein the air conditioning system is divided into a plurality of air conditioning systems.
상기 응축기(8a, 8b) 과류 시 가열된 상기 제 2 공기 질량 흐름이 적어도 2개 부분 공기 질량 흐름으로 분할되고, 이 경우 상기 공기 질량 흐름은 각각 0% 내지 100% 비율로 분할되며, 그리고 상기 부분 공기 질량 흐름들은 객실(9) 내 상이한 토출구들로 안내되는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템의 작동 방법.9. The method according to claim 7 or 8,
Wherein the second air mass flow heated during the superheating of the condensers (8a, 8b) is divided into at least two partial air mass flows, wherein the air mass flows are each divided at 0% to 100% Characterized in that the air mass flows are guided to different outlets in the passenger compartment (9).
상기 응축기(8a, 8b) 과류 시 가열된 상기 제 2 공기 질량 흐름이 0% 내지 100% 비율로, 외부로 유도되는 부분 공기 질량 흐름과 객실(9)로 안내되는 공기 질량 흐름으로 분할되는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템의 작동 방법.10. The method according to any one of claims 7 to 9,
Characterized in that the second air mass flow heated during the superheating of the condensers (8a, 8b) is divided into a partial air mass flow induced to the outside and an air mass flow guided to the room (9) at 0% to 100% Of the air conditioning system.
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